约瑟夫·亨利是美国物理学家，从小就是一个有志向的人，不过麻烦在于他总能因为各种原因找到新的志向。一开始，他在剧本创作方面找到了属于他的人生意义。可是不多久，也许是因为这样无法维持生计，他又到钟表修理铺当学徒，给那些残疾的指针和发条治病。最后，因为读了一本自然科学方面的书，又激发了他上学的兴趣。后来当过教授，教过数学，讲过哲学，最后坐到大学院长的位置上，终于一不小心开始迷上了研究电磁铁。他制造的电磁铁之所以性能更好，原因在于为了使线圈能绕得密集一些，他采用了用细纱包裹的绝缘导线（当时，还没有采用给导线上漆的方法来制造漆包线的技术），这样匝与匝之间可以紧挨在一起而不用担心短路。现在，我们制造的电磁铁可以毫不费力地吸起几十吨重的东西，轻松地把一些东西从一个地方搬运到另一个地方。


日期：2009-02-08　11:58:28

　　4.2莫尔斯的电报
　　电学发展的历史还在继续。
　　电可以生磁，可以用来制作电磁铁，这在当时的确是非常新奇的事情。但是人类不可能总是玩电磁铁，这不符合人类的天性，人类的天性是熟悉了一件事情之后，再接着探索。不多久，历史上第一个尝试用电来远距离通信的人出生了。
　　世界上聪明的人多得是，撇开电磁铁不谈，单单是发现电流速度极快这一点，反应再迟钝的人也会慢慢地想到它可以用来传递消息。那个时候，想用电流在两个地方传递信息的人不止一个，但是唯一获得成功的是一个叫莫尔斯的人，而他成功的诀窍，据说是在一艘轮船上受了刺激。不过不用担心，这是好事情，准确地说是受了启发，激起了他的雄心壮志。

　　很多人都说那是在1832年的秋天，这莫尔斯乘坐一艘邮轮要从法国前往美国。真是巧得很，他遇到了杰克逊——一个美国医生。说来也怪，这医生医术如何，没有人知道，但他居然还懂得电磁铁的原理和制造技术，他甚至知道线圈的匝数越多，电磁铁的吸引力也就愈强。
　　这轮船再好，只是一下水，象一片树叶一样漂到大洋里，四面看不见尽头，就和监狱差不多了。不同之处仅仅在于，人们知道你是蹲着轮船从大老远来的，张开双臂欢迎；如果听说你是蹲了监狱来的，这名声就臭了。
　　当时的具体情况已经没有人知道，只能发挥一下想象。坐在轮船上，巴掌大的地方，哪儿也去不了。时间一长，这杰克逊医生百无聊赖，实在闲得不行，用我哥的话说，那简直是“闲得学驴叫，急得猴上树”，为了打发时间，他拿出电磁铁给大家变起了魔术。可以想见，当人们看到象钉子这类铁的东西，在医生的命令下说让它吸住就吸住，让它下来它就掉下来的时候，一定鼓噪喝采，惊为天人。这莫尔斯也伸着脖子，混在人群当中看热闹。

　　塞缪尔·莫尔斯（1791～1872）生于美国一个牧师家庭。1810年毕业于耶鲁大学，早期曾从事印刷和绘画。作为一名画家，莫尔斯是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。1826年至1842年任美国画家协会主席。但是现在来看，他的艺术生涯快要结束了。
　　杰克逊的介绍让莫尔斯浮想联翩、兴奋不已。他向杰克逊医生请教电学方面的知识，俩人谈得十分投机，甚相欢洽。回来之后，他再也坐不住了，他想：如果用电流传送讯号，岂不是可以在瞬息之间把消息传送数到遥远的地方吗？于是他决定改行，投身电学研究。在科学史上，半路出家并不是一件稀奇的事情，但对他来说这当然是需要勇气的，要知道，那一年，这老小子已经41岁，即使是称他为大龄青年也很勉强。

　　莫尔斯发明的是一种叫做电报的东西，由不在一个地方的两个装置组成，用很长的电线连接起来，如图4.3。

日期：2009-02-08　12:02:42

　　在这一端，是一个开关，通常称之为按键，可以控制电流的通断，只是与我们常见的开关在形状上有很大差别，但作用是一样的。因为要长时间在这个装置上反复操作，所以在设计上追求操作的方便和舒适性。而在电线的那一端，连着一个电磁铁。这样，通过按下或者松开按键，就能控制电磁铁磁性的有无。这是我们已经知道的知识，没有什么好奇怪的。但是，请稍等。

　　在电磁铁的上方，有一个长长铁片——衔铁臂——安装在支架上，它可以上下自由活动。平时，也就是电磁铁没有通电产生磁力的时候，它被一根弹簧拉着，以免与电磁铁挨在一起。这样，一旦开关闭合，衔铁臂就会被电磁铁吸引；当开关松开，电磁铁失去磁性，衔铁臂又在弹簧的牵引下回到原来的位置。
　　我当然知道，这个装置没有什么特别新奇的地方。但是，如果在衔铁臂上安装一支笔，并在笔的下面放一卷匀速前进的纸，当按下按键并迅速松开时，电磁铁会瞬间产生一个吸合与释放的动作，结果是笔尖在纸上打出一个点“· ”。如果按键按下的时间稍长一点儿，那么，笔尖会在纸上留下一条线“—”，这称为“划”。连续地按动按键，就会在纸上留下一串由点和线组成的图案，象这样：

　　·—··—·——·—···———··—·—
　　这正是莫尔斯所要发明的装置——电报的核心原理。不过，正如我们可以想见的那样，莫尔斯也知道，要想让这个装置有点儿用处，还需要加以改进。其中最关键的是需要一张发送方和接收方都能理解的电码①表，在这张表里，用点和划的组合来表示从“A”到“Z”的26个英文字母，以及从“0”到“9”这十个数字：

日期：2009-02-08　12:07:06

　　给你展示这个表的用意不是希望你能把它背下来，只是让你扫一眼，有个印象即可，除非你决定加入莫尔斯电码爱好者的行列。在西方世界里，26个字母是他们的命根子，他们的日常交流，包括文明的传承，都依赖这26个符号。少是少了点儿，但是从这26个符号开始，可以通过组合形成单词，进而形成一段一段完整的文字，比如：
　　What hath god wrought
　　当用“点”和“划”来发送电码时，需要遵循一些规则，否则接收方将不知道该如何来解读这些电码：
　　1，“点”是基本信号单位，每一“划”的时间长度相当于3点的时间长度；
　　2，每个电码内各“点”、“划”之间的间隔应为两“点”的长度；

　　3，两个电码之间的间隔为7“点”的长度。这相当于英语单词之间的空白。没有了这个间隔，接收电报的人急白了头也不知道发送的是什么东西。
　　历史上第一份长途电报是在1844年5月24日发出的。这表明莫尔斯的发明已经具备了实用性。在当时，研究电报的人不止莫尔斯一个，不过谈不上竞争。然而莫尔斯发明的电报系统最终能够脱颖而出，自有它的道理。首先（是的，我们总是喜欢在一切事情尘埃落定之后才走出来指指点点，总是这样），这东西简单，在那个时代，简单不仅仅是美，更意味着实用和好用。其次，它传送的是点点划划，而且是排着队顺序到达，在恶劣的状况下也能工作。它要么工作得好好的，要么断了，几乎不会因为别的原因让接收方译出一串错误信息。

　　不过，如果线路太长，也会是个问题。正如我们已经知道的那样，电线太长，电阻就会变大。这样，在电报线路的那一头，微弱的电流将不能使电磁铁正常吸合，电报接收机也就——用时下流行的话说——歇了菜。
　　没有人愿意让这个划时代的发明歇菜。所以，可以每隔一段距离设置一个电报中转站，派人在那里接收电报，然后再原样发往另一条线路，就这样一段一段地进行接力传递。
　　这当然是个好主意，但问题是人没有机器老实，如果他碰巧喝醉了酒，或者病了，又没有人顶替他的工作，就会坏了大事。更何况，还要养一些人，为他们发工资，政府和企业老板可能不太会愿意这样做。
　　解决之道是使用继电器。继电器，从名称上说，它是给线路续电的。也就是说，当线路上电流很小的时候，适时地给它补充上。这种东西的原理如图4.4所示。
　　图4.4

日期：2009-02-08　12:09:09

　　这幅图是经过简化的示意图，省去了支架之类的东西，为的是能让你看得清楚。本质上，它有点儿象电报接收机，只是多了几样物什。其中最主要的是衔铁臂的下面多了一个金属触点。现在，分别从衔铁臂和金属触点上引出两根线，并串接一个电源，把这两根线作为另外一条电报线路架设到其它地方。注意，电源并不是继电器的组成部分。

　　这真是一个奇特的装置，它应当被放在远离电报发送端，但还能保证电报信号可以正常让电磁铁吸合的地方。当发送方过来一个“·”的时候，衔铁臂也短暂吸合一下，把另一条线路接通；如果发送方发来一个“—”，衔铁臂吸合的时间也和发报方保持一致，让另一条线路上同样发送一个“—”。
　　今天，继电器得到了广泛的应用。从电视机、洗衣机、电冰箱到工厂里的大型工业设备，都有它的用武之地。即使是你的电脑，它的显示器里说不定就有继电器，要是有时候你听到显示器里有“嘎嘣嘎嘣”的声音，而且显示器没有坏，那就是继电器在劳动。